MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA

1. GENERALIDADES

La máquina de corriente continua puede ser utilizada tanto como generador o como motor, aunque en la actualidad su uso está dado como motor, ya que la generación de energía en corriente continua se logra mediante equipos rectificadores, de mejor eficiencia y menor costo. En cuanto a su uso como motor, tiene gran importancia en la industria automotriz ya que los vehículos, cuentan con un número importante de motores de pequeña potencia (limpiaparabrisas, motor de arranque, levanta vidrios, calefactor, etc).

1.1 PARTES DE UNA MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA

a) ESTATOR: Parte fija formada por polos salientes y culata.PARTES DEL ESTATOR: Yugo.- Es necesario para cerrar el circuito magnético de la máquina. Generalmente está constituido de hierro fundido o de acero.Polos.- Están fabricados de acero al silicio laminado

b) INDUCTOR: Devanado formado por bobinas situadas alrededor del núcleo de los polos principales. que al ser recorridos por la corriente de excitación crea el campo magnético inductor.

c) ROTOR: Parte móvil que gira alrededor del eje.Núcleo de la armadura.- Está constituido por láminas de acero silicio de sección circular. La circunferencia de ranurado para que puedan alojarse los conductores de arrollamiento de armadura.El hierro de la armadura debe estar laminado y lasBobina de Armadura.- Existen 2 tipos de bobinados de armadura las cuales son: el imbricado y el ondulado.

d) ENTREHIERRO: Distancia entre los polos principales y el rotor.e) INDUCIDO: Devanado situado en las ranuras del rotor y que por la influencia del

campo eléctrico, es objeto de fuerzas electromotrices inducidas y de fuerzas mecánicas.

f) ZONAS NEUTRAS: Puntos del inducido en los que el campo es nulo.g) COLECTOR: Cilindro formado por delgas de cobre endurecido separadas por aislante,

conectadas al inducido y giran conjuntamente con él.h) ESCOBILLAS: Piezas conductoras metalografíticas resistentes al rozamiento que

estando fijas frotan con el colector móvil conectando el inducido con el exterior, al tiempo que provoca la conmutación para que trabaje con corriente continua.

i) POLOS AUXILIARES: Polos salientes situados entre los polos principales. cuyo arrollamiento está conectado en serie con el inducido de forma que al crear un campo contrario al de reacción del inducido evita sus problemas y provoca una buena conmutación sin chispas.

1.2 FUNCIONAMIENTO

Una máquina de corriente continua es una maquina reversible es decir funciona como generador y como motor dependiendo de qué configuración se necesite.

FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA COMO GENERADOR

Los generadores eléctricos son aparatos que convierten la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica, a su vez, se produce a partir de la energía química o nuclear con varios tipos de combustible, o se obtiene a partir de fuentes renovables como el viento o los saltos de agua. Las turbinas de vapor, los motores de combustión interna, las turbinas de combustión de gas, los motores eléctricos, las turbinas de agua y de viento son los métodos comunes que proporcionan energía mecánica para este tipo de dispositivos.Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos.El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 V. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo.

FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA COMO MOTOR

En general, los motores de corriente continua son similares en su construcción a los generadores. De hecho podrían describirse como generadores que funcionan al revés.Cuando la corriente pasa a través de la armadura de un motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas por la reacción magnética, y la armadura gira. La acción del conmutador y de las conexiones de las bobinas del campo de los motores son exactamente las mismas que usan los generadores.La revolución de la armadura induce un voltaje en las bobinas de ésta. Este voltaje es opuesto en la dirección al voltaje exterior que se aplica a la armadura, y de ahí que se conozca como voltaje inducido o fuerza contraelectromotriz.Cuando el motor gira más rápido, el voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al aplicado. La corriente entonces es pequeña, y la velocidad del motor permanecerá constante siempre que el motor no esté bajo carga y tenga que realizar otro trabajo mecánico que no sea el requerido para mover la armadura. Bajo carga, la armadura gira más lentamente, reduciendo el voltaje inducido y permitiendo que fluya una corriente mayor en la armadura.

2. BOBINA DE CAMPO

En general la bobina de campo, como su nombre lo indica es producir ya sea en un motor o un generador, un campo magnético que pueda interactuar con el correspondiente al bobinado inducido, según los siguientes casos: 

a) Motor - Producir con la corriente del inducido una fuerza (Ley de Ampere) que genere la cupla ó par, para el giro del motor 

b) Generador - Crear un campo magnético sobre el inducido, para que al cortar líneas de campo , genere una fuerza electromotriz (tensión o voltaje) segun la Ley de Faraday . 

Las masas polares son piezas de material ferromagnético, cuya función es la de guiar o concentrar el campo magnético de los bobinados. 

3. CONMUTADOR

Un conmutador es un interruptor eléctrico rotativo en ciertos tipos de motores eléctricos y generadores eléctricos que periódicamente cambia la dirección de la corriente entre el rotor y el circuito externo. En un motor, proporciona la energía a la mejor ubicación en el rotor, y en un generador, recibe la energía de forma similar. Como un interruptor, tiene una excepcional larga vida útil, tomando en cuenta el número de aperturas y cierres que ocurren en operación normal.

Un conmutador, es una característica común en máquinas rotativas de corriente continua. Al revertir el sentido de la corriente en la bobina en movimiento de la armadura de un motor, una fuerza constante rotativa (torque) es producido. De manera similar, en un generador, revirtiendo la conexión de la bobina al circuito externo provee de corriente directa unidireccional al circuito externo.